NASA lança visão tridimensional de dióxido de carbono na atmosfera
Por Patrick Lynch,
da NASA Goddard Space Flight Center
da NASA Goddard Space Flight Center
Fonte:http://climate.nasa.gov/news/2530/nasa-releases-eye-popping-view-of-carbon-dioxide/
Um novo projeto de supercomputador da NASA baseia-se nas medições por satélites de dióxido de carbono da agência e as combina com um modelo de sistema de Terra sofisticado para fornecer uma das visões mais realistas ainda de como este gás de estufa crítico se move através da atmosfera.
Os cientistas acompanharam a crescente concentração de dióxido de carbono que prende o calor por décadas usando sensores terrestres em alguns lugares. Uma visualização de alta resolução do novo produto de dados combinados - gerado pelo Escritório Global de Modelação e Assimilação no Centro Goddard de Vôo Espacial da NASA em Greenbelt, Maryland, usando dados do satélite Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) Pelo laboratório da propulsão do jato da NASA em Pasadena, Califórnia - fornece uma perspectiva inteiramente diferente.
A visualização tridimensional revela em detalhes surpreendentes os padrões complexos nos quais o dióxido de carbono na atmosfera aumenta, diminui e se move ao redor do globo ao longo de setembro de 2014 até setembro de 2015.
O dióxido de carbono atmosférico atua como termostato da Terra. O aumento das concentrações de gases com efeito de estufa, devido principalmente à queima de combustíveis fósseis para a energia, tem impulsionado a actual tendência de aquecimento a longo prazo da Terra. A visualização destaca os avanços que os cientistas estão fazendo na compreensão dos processos que controlam quanto dióxido de carbono emite na atmosfera e quanto tempo permanece lá - perguntas que, em última instância, determinarão o clima futuro da Terra.
Os cientistas sabem que quase metade de todas as emissões humanas são absorvidas pela terra e pelo oceano. A compreensão atual é que aproximadamente 50 por cento das emissões permanecem na atmosfera, aproximadamente 25 por cento são absorvidos pela vegetação na terra, e aproximadamente 25 por cento são absorvidos pelo oceano. No entanto, esses números aparentemente simples deixam os cientistas com questões críticas e complexas: quais ecossistemas, especialmente em terra, estão absorvendo quantas quantidades de dióxido de carbono? Talvez mais significativamente, como as emissões continuam a subir, será que a terra eo oceano continuar essa taxa de absorção, ou chegar a um ponto de saturação?
O novo conjunto de dados é um passo para responder a essas perguntas, explicou Lesley Ott, cientista do ciclo do carbono na NASA Goddard e um membro da equipe científica OCO-2. Os cientistas precisam entender os processos que dirigem o "fluxo de carbono" - a troca de dióxido de carbono entre a atmosfera, terra e oceano, disse Ott.
"Não podemos medir o fluxo diretamente em alta resolução em todo o globo", disse ela. "Estamos tentando construir as ferramentas necessárias para fornecer uma imagem precisa do que está acontecendo na atmosfera e traduzindo isso para uma imagem precisa do que está acontecendo com o fluxo. Ainda há um longo caminho a percorrer, mas isso é realmente importante e Passo necessário nessa cadeia de descobertas sobre dióxido de carbono ".
O OCO-2, lançado em 2014, é o primeiro satélite da NASA projetado especificamente para medir o dióxido de carbono atmosférico em escalas regionais.
"Desde setembro de 2014, OCO-2 tem retornado quase 100.000 estimativas de dióxido de carbono em todo o mundo a cada dia", disse David Crisp, líder da equipe científica do OCO-2. "Ferramentas de modelagem como as que estão sendo desenvolvidas por nossos colegas no Escritório Global de Modelagem e Assimilação são críticas para analisar e interpretar este conjunto de dados de alta resolução".
O Gabinete Global de Modelação e Assimilação já incluiu dióxido de carbono no seu modelo GEOS Earth System, que é utilizado para todos os tipos de estudos atmosféricos. Este novo produto baseia-se nesse trabalho utilizando a técnica de assimilação de dados para combinar as observações OCO-2 com o modelo. "A assimilação de dados é o processo de mistura de simulações de modelos com medições do mundo real com a precisão, resolução e cobertura necessárias para refletir nossa melhor compreensão da troca de dióxido de carbono entre a superfície ea atmosfera", explicou Brad Weir, pesquisador baseado no GMAO .
A visualização exibe informações sobre os campos globais de dióxido de carbono que não foram vistos antes em tais detalhes: O aumento ea queda do dióxido de carbono no Hemisfério Norte ao longo de um ano; A influência dos continentes, cordilheiras e correntes oceânicas nos padrões climáticos e, portanto, no movimento do dióxido de carbono; A influência regional da fotossíntese altamente ativa em lugares como o Cinturão de Milho nos EUA.
Enquanto as flutuações de dióxido de carbono finamente detalhadas são atraentes, eles também lembram o chefe do Global Modeling and Assimilation Office, Steven Pawson, do progresso que os cientistas estão fazendo com modelos de computador do sistema terrestre. Um passo futuro será integrar um módulo de biologia mais complexo no modelo para melhor direcionar as questões de absorção e liberação de dióxido de carbono pelas florestas e outros ecossistemas terrestres.
Os resultados aqui destacados demonstram o valor das capacidades únicas da NASA na observação e modelagem da Terra. Ele também enfatiza a colaboração entre os centros da NASA e o valor da supercomputação poderosa. A assimilação foi criada usando um modelo chamado Goddard Earth Observing System Modelo-Versão 5 (GEOS-5), que foi gerido pelo cluster de supercomputadores Discover no Centro de Simulação Climática da NASA de Goddard.
"Levamos muitos anos para reunir tudo", disse Pawson. "O nível de detalhe incluído neste conjunto de dados nos dá muito otimismo de que nossos modelos e observações estão começando a dar uma visão coerente do ciclo do carbono".
